交通灯逻辑控制电路设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,交通灯掌握规律电路设计,数字电路课程设计,主讲：陈建,一、简述,为了确保十字路口的车辆顺当、畅通地通过，往往都承受自动掌握的交通信号灯来进展指挥。其中红灯(R)亮，表示该条道路制止通行；黄灯(Y)亮表示停车；绿灯(G)亮表示允许通行。,交通灯掌握器的系统框图,图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG ,东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。,二、设计任务和要求,设计一个十字路口交通信号灯掌握器，其根本要求如下：,1满足如图2 挨次工作流程。东西和南北两个方向的工作方式是并行进展的。,2满足如图3所示工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。,3十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间：每秒加1计数方式。,根本要求,1.工作流程：,根本要求,2.工作时序：,根本要求,3.十字路口要有数字显示,置显示器初值为0，当某方向绿灯亮时，以每秒加1 计数方式工作；当该方向绿灯灭黄灯亮起时，显示器记到5t，每秒连续加1计数；直至黄灯灭红灯亮起，显示器加到6t，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环完毕，而进入下一步某方向的工作循环。,可设 t = 2, 3,实现过程,1使用秒脉冲，实现两组RYG灯的正确掌握,2使用秒脉冲，实现一组数码管的正确显示,3555生成秒脉冲，实现两组RYG灯和数码管的正确显示,4. 改进功能*：利用161和组合规律实现数码管倒计时功能。,扩展功能*,(1) 灯的转换可以手动调整，夜间为黄灯闪烁。,(2)每组数码管能显示该方向不同颜色的灯的显示时间。如t=3时，东西方向绿灯亮时计数范围为015，黄灯亮时计数范围为03，红灯亮时计数范围为018；南北方向类似。,(3) 用LED 发光二极管模拟汽车行驶电路。当某一方向绿灯亮时，这一方向的发光二极管接通，并一个一个向前移动，表示汽车在行驶；当遇到黄灯亮时，移位发光二极管就停顿，而过了十字路口的移位发光二极管连续向前移动；红灯亮时，则另一方向转为绿灯亮，那么，这一方向的LED 发光二极管就开头移位(表示这一方向的车辆行驶)。,三、可以使用的器件,74LS1648位移位存放器,74LS1614位二进制加法计数器,74LS74 (双D触发器),74LS04六反相器,74LS002输入端四与非门,74LS082输入四与门,CC4511显示译码器,LED共阴极,555定时器,假设干电阻、电容,四、设计方案提示,1秒脉冲和分频器,2交通灯掌握器,3显示掌握局部,四、设计方案提示,1秒脉冲和分频器,因十字路口每个方向绿、黄、红灯所亮时间比例分别为5：1：6，所以，假设选4 秒(也可以3 秒)为单位时间，则计数器每计4 秒输出个脉冲。,秒脉冲用555定时器构成的多谐振荡器实现，并通过触发器分频实现4秒或其它规定时间的单位时间。,提示：先用试验箱上的秒脉冲，再用555实现,四、设计方案提示,2交通灯掌握器,由波形图可知，计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用12进制计数器。,计数器可以用单触发器组成，也可以用中规模集成计数器。,提示：选用中规模74LSl64八位移位存放器组成扭环形12进制计数器。,四、设计方案提示,3显示掌握局部,显示掌握局部，实际是个定时掌握电路。当绿灯亮时，使加法计数器开头工作，每来一个秒脉冲，使计数器加1，直到计数器红灯亮而停顿。,提示：译码显示可用七段译码器CC4511 ，显示器用LED，计数器承受74LSl61。,五、留意事项,1插接集成器件时，使器件的缺口端朝左方，先对准插孔的位置，然后用力将其插牢，防止集成器件管脚折断或弯曲。布线前先检查芯片功能。,2布线时，留意导线不要太长，最好贴近底板并在集成器件的四周走线，切记导线跨越集成器件的上空，杂乱的在空中搭成网状。数字电路的布线应整齐美观，这样既提高电路的牢靠性，又便于检查排解故障或更换器件。,3导线的连接挨次：先接固定电平端，如电源正极红线，地线黑色导线，门电路的多余输入端及电平固定的某些输入端如触发器的掌握端JK端等，然后依据电路中信号的流向挨次对所划分的单元电路逐一步线、调试，最终将各单元连接起来。,建议：依据连线图，一人连线，一人作记录。,六、预备工作,1查阅有关资料，了解74LS164、 74LS74、 74LS161、 74LS00、 74LS04、 74LS08、 CC4511、555等芯片的功能和管脚排列图。,2依据给定的芯片，设计出交通灯掌握器各模块电路图和总电路图。其中要求时标电路的输出信号频率为1Hz。进展试验时必需携带完整电路图原理图和连线图。,3预先使用Multisim仿真设计* 原理图。,七、总结报告,要求：福州大学试验报告纸，手写，电路图可打印,1报告名称,2内容摘要300字,3设计内容及要求,4方案比较，画出系统框图，确定使用的方案。,5单元电路设计、参数计算和器件的选择含器件功能表并说明单元电路工作原理。,6画出完整电路图可附Multisim原理图,七、总结报告,7安装调试内容，包括：,1使用的主要仪器和仪表；,2调试电路的方法和技巧；,3测试的数据和波形，并与计算结果比较分析；,4调试中消失的故障、缘由及排解方法。,8总结设计电路的特点和方案的优缺点,提出进一步的改进意见和将来的进展。,9列出所用的元器件,10列出参考文献,